摘 要:介紹了變頻器在高壓溶出喂料泵上的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞:變頻器;PID;自動(dòng)技制 壓煮溶出是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的主要工藝過(guò)程，而拜耳法氧化鋁的生產(chǎn)量占我廠氧化鋁產(chǎn)量的70%，所以壓煮溶出環(huán)節(jié)在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中占有非常重要的地位，是我廠氧化鋁生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我們知道，當(dāng)溶出時(shí)間一定時(shí)，溶出速度越快，氧化鋁的溶出率就越高，產(chǎn)能越大，這不僅能得到較低苛性比值的溶出液，而且還能相對(duì)降低蒸汽消耗。因此，溶出反應(yīng)各種物料的配比須在一定范圍內(nèi)，要保證氧化鋁高的溶出率，就要保證各種物料的相對(duì)平衡，在其它條件相對(duì)變化的情況下，要求料漿泵的喂料量也發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整，對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)，就是通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)喂料泵的活塞沖次，從而實(shí)現(xiàn)喂料量的合理調(diào)整。 1 原系統(tǒng)存的問(wèn)題 我廠壓煮溶出喂料泵系統(tǒng)共有六套機(jī)組，全部為饒線異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻進(jìn)行調(diào)整的特點(diǎn)，此種調(diào)速方法的本質(zhì)是利用改變消耗于轉(zhuǎn)子外串電阻中的轉(zhuǎn)差功率來(lái)改變轉(zhuǎn)差率，達(dá)到調(diào)速的目的，屬于一種耗能調(diào)速方法。且系統(tǒng)故障率高，維護(hù)檢修工作量大，維護(hù)費(fèi)用高，影響設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率和生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)進(jìn)行。鑒于調(diào)速系統(tǒng)存在的缺陷，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝過(guò)程的優(yōu)化進(jìn)行，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)單實(shí)用的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)的組成如圖1所示。包括變頻調(diào)速器、管道壓力傳感器、礦漿流量傳感器、外圍控制電路等。 變頻器是喂料自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，它用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并通過(guò)其自身的PID調(diào)節(jié)控制功能實(shí)現(xiàn)料量的自動(dòng)控制功能。變頻器我們選用三菱FR- F540L系列變頻器。它具有高出力、低噪音、多功能控制（PID控制）、高性能的速度和力矩控制，優(yōu)越的動(dòng)靜態(tài)性能指標(biāo)，完善的保護(hù)功能如過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)載、接地等保護(hù)功能。 2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成和控制方法 2.1 系統(tǒng)組成 壓力傳感器用于把泵出口管道壓力轉(zhuǎn)換為4- -20niA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送至二次顯示表，使操作人員能時(shí)刻觀察管道工作壓力情況，為保證管道安全運(yùn)行，我們還在管道上安裝有帶電接點(diǎn)的壓力指示表，以保證管道超壓時(shí)立即使系統(tǒng)停車(chē)。壓力變送器選用E+H公司PMC133，顯示儀選用SMZ系列數(shù)字顯示表，就地壓力表選用Y150系列彈簧管壓力表。礦漿流量傳感器是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵檢測(cè)元件，它把檢測(cè)到的礦漿流量轉(zhuǎn)換為4- -20 mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送二次表顯示，并參與控制。流量計(jì)我們選用日本恒河AE2系列電磁流量計(jì)對(duì)流量進(jìn)行檢測(cè)。 2.2 系統(tǒng)工作原理 根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求給定礦漿流量，啟動(dòng)變頻器，泵組開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，電磁流量計(jì)將檢測(cè)到的礦漿流量轉(zhuǎn)化為4一20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，送數(shù)字顯示儀顯示并參與控制，當(dāng)管道流量大于給定值時(shí)，通過(guò)變頻器PID作用，自動(dòng)降低變頻器輸出頻率，使管道流量減小;當(dāng)管道流量小于給定流量時(shí)，通過(guò)變頻器PID作用自動(dòng)增高變頻器的輸出頻率使管道流量自動(dòng)增大。此調(diào)節(jié)過(guò)程一直進(jìn)行，直到管道流量和給定流量達(dá)到一致。 動(dòng)控制原理見(jiàn)圖2。 根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能指標(biāo)，可靈活選用PI控制、PD控制或PID控制。當(dāng)偏差x（給定值一反饋值）為正時(shí)，增加執(zhí)行量（輸出頻率），當(dāng)偏差為負(fù)時(shí)，則減小執(zhí)行量。執(zhí)行過(guò)程如圖3所示。 2.3 關(guān)于系統(tǒng)的保護(hù) 為保證系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，我們除設(shè)置了設(shè)備的常規(guī)電氣保護(hù)外，還設(shè)置了保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的檢測(cè)、動(dòng)作、報(bào)警和操作系統(tǒng)，當(dāng)管道壓力超限時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警，操作人員可根據(jù)情況決定停止系統(tǒng)運(yùn)行;同時(shí)在送料管道上我們還安裝了Y150帶電接點(diǎn)的就地壓力表，當(dāng)管道壓力超過(guò)允許壓力時(shí)，電接點(diǎn)斷開(kāi)，變頻器停電，系統(tǒng)停止運(yùn)行，聲光報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警。 3 結(jié)語(yǔ) 高壓溶出自動(dòng)控制系統(tǒng)自投運(yùn)2個(gè)月以來(lái)，運(yùn)行可靠平穩(wěn)，控制靈活方便，控制準(zhǔn)確，精度高，充分保證了喂料泵準(zhǔn)確送料，大大優(yōu)化了生產(chǎn)指標(biāo)，提高了礦漿中氧化鋁溶出率和設(shè)備臺(tái)時(shí)產(chǎn)能，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)由于系統(tǒng)設(shè)置先進(jìn)，自動(dòng)化水平高，系統(tǒng)可靠性高，提高了設(shè)備的可運(yùn)轉(zhuǎn)率，為氧化鋁的增產(chǎn)提供了設(shè)備和控制上的保證。變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，保證了調(diào)速平滑、連續(xù)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能;設(shè)備技術(shù)水平的提高和優(yōu)化，使得設(shè)備維護(hù)工作和維護(hù)費(fèi)用都大大減少，降低了單位產(chǎn)品的成本，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。